УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВ НАКЛОНА ОБЪЕКТОВ Советский патент 1972 года по МПК G01C9/06 

Изобретение относится к области приборостроения.

Известны устройства для определения углов наклона объектов, содержащие корпус, ампулу с жидкостью, датчиком горизонта, источник света, фотоприемник и электронную схему.

Предлагаемое устройство позволяет расширить рабочий диапазон, получить результаты измерений в цифровом коде, определить направление наклона, повысить точность измерений.

Это достигается тем, что устройство снабжено оптико-механической системой для развертки измеряемых углов во времени, выполненной в виде жестко закрепленных на корпусе двух конических поясов с зеркальными поверхностями, установленными под углом 45°, верхний - к оси жидкостной ампулы, имеющей форму прозрачного цилиндра, а нижний - к оси вращения электродвигателя с закрепленным на его маховике плоским зеркалом, отражающим на фотоприемпик, подключенный к электронной схеме, лучи света от двух источников, нервый из которых. Отраженный от поверхности жидкости датчика горизонта, образует совместно со вторым, прощедшим, как и первый, через оптическую систему развертки, временной интервал, пропорциональный измеряемому углу и преоб разуемый в код.

На фиг. 1 и 2 приведена принципиальная схема описываемого устройства, содержащего датчик / горизонта, выполненный в виде ампулы, имеющей форму прозрачного цилиндра, геометрически закрытой и заполненной инертным газом и ртутью, отражающей луч света от источника 2, который попадает затем на зеркальную поверхность конических поясов 3 (верхнего) и 4 (нижнего), жес1ко укрепленных на цилиндрическом корпусе 5. Отразившись от поверхностей конических поясов, луч света попадает на постоянно вранд,ающееся плоское зеркало 6, закрепленное на маховике 7 электродвигателя 8. Угол между плоскостью зеркала -и осью симметрии равен 45°. Источник света 2 расположен на коническом поясе 3. Луч света от пего

разделяется на два луча, один нз которых падает на зеркало ртутн, а другой - на зеркальный пояс 4 Н, отразнвшись от пего в точке 2, попадает на вращающееся зеркало 6. Таким образом лучи от источника света 2 образуют временной интервал, пропорциональный измеряемому углу, который затем преобразуют в код. Для определения направления угла наклона луч от допол 1 1тельного источника света 9 совместно с лучом . первг

угол, код которого сравнивают с кодом измеряемого угла путем деления кодов в электронной цифровой вычислительной машине, для чего фотоприемник 10 соединен с усилителем-формирователем 12, подключенным к дешифратору 13. Световые импульсы, поступающие от лучей источников света 2, 9 н 11 попадают на фотоприемник 10, который образует на временной оси группу из трех импульсов. Эта группа импульсов поступает через усилитель-формирователь 12 па дешифратор J3 и управляет двумя ключами 14 и 15 таким образом, что первый импульс от источника света (отраженный от зеркала ртути) открывает ключ 14, который пропускает квантующие импульсы от генератора 16 в счетчик 17. Второй импульс от источника 2, который попадает па фотоприемник, не отражаясь от зеркала ртути, закрывает ключ 14, прекращая поступление импульсов от генератора 16 в счетчик 17, и открывает ключ 15, через который квантующие импульсы от генератора 16 поступают в счетчик 18. Третий импульс от источника света 9 закрывает ключ 15, прекращая поступление квантующих импульсов в счетчик 18. Со счетчика 17 информация, соответствующая измеряемому углу а, вводится в электронную цифровую вычислительную машину (ЭЦВМ) при помощи стопового импульса от источника света 2, который поступает через линию задержки 19. Информация, соответствующая известному углу |3 (между источниками 2 и 9) вводится в ЭЦВМ при помощи стопового импульса, поступающего от источника света 9 через липию задержки 20.

Если угол наклона контролируемой плоскости равен нулю, измеряемый угол а будет равен эталонному углу |3. При отклонении этой плоскости по часовой стрелке угол а

увеличивается, в то время как угол р остается постоянным. В соответствии с этим в счетчик 17 поступает больщее количество импульсов, чем в счетчик 18. При отклонении

плоскости против часовой стрелки показания счетчика 17 будут меньще, чем счетч-ика 18. Такая схема измерения позволяет при помощп ЭЦВМ определять отношение двоичных эквивалентов углов аир. Это отношение, будучи умноженным на величину известного угла (3, выраженного в радианной мере, дает удвоенное значение измеряемого угла.

Предмет изобретения

Устройство для измерения углов наклона объектов, содержащее корпус, ампулу с жидкостью, служащую датчиком горизонта, источник света, фотоприемник и электронную

схему, отличающееся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона и получения результатов измерения в цифровом коде, оно снабжено оптико-механической системой для развертки измеряемых углов во времени, выполненной в виде жестко закрепленных на корпусе двух конических поясов с зеркальными поверхностями, установленными под углом 45°, верхний - к оси жидкостной ампулы, имеющей форму прозрачного цилиндра, а

нижний - к оси вращения электродвигателя с закрепленным на его маховике плоским зеркалом, отражающим на фотоприемник, подключенный к электронной схеме, лучи света от двух источников, первый из которых, отражснный от поверхности жидкости датчика горизонта, образует совместно со вторым, прошедшим, как и первый, через оптическую систему развертки, временной интервал, пропорциональный измеряемому углу и преобразуемый в код.

S 3 1